EP0889558B1 - Steckverbindungsteil für hochfrequente Datenübertragung über elektrische Leiter - Google Patents

Steckverbindungsteil für hochfrequente Datenübertragung über elektrische Leiter Download PDF

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EP0889558B1
EP0889558B1 EP98109325A EP98109325A EP0889558B1 EP 0889558 B1 EP0889558 B1 EP 0889558B1 EP 98109325 A EP98109325 A EP 98109325A EP 98109325 A EP98109325 A EP 98109325A EP 0889558 B1 EP0889558 B1 EP 0889558B1
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contact
plug connector
connector part
conductors
plug
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Hans Reichle
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Reichle and De Massari AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
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    • H01R13/6461—Means for preventing cross-talk
    • H01R13/6467—Means for preventing cross-talk by cross-over of signal conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/60—Contacts spaced along planar side wall transverse to longitudinal axis of engagement
    • H01R24/62—Sliding engagements with one side only, e.g. modular jack coupling devices
    • H01R24/64—Sliding engagements with one side only, e.g. modular jack coupling devices for high frequency, e.g. RJ 45
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S439/00—Electrical connectors
    • Y10S439/941—Crosstalk suppression

Definitions

  • the present invention relates to a connector part, such as a contact plug or contact socket, for high-frequency data transmission via electrical Head, with a number of contact points to connect with corresponding Contact points of the counterpart of the plug or the socket, wherein the connector part further wire connection means, such as insulation displacement contacts has, which are connected by conductor tracks to the contact points are.
  • the high-frequency data transmission Modular connector systems such as RJ 45 are connected via electrical conductors (8-pin) or RJ 11 (6-pin), common with specified contact pin assignment, for example an assignment of the connections 4 and 5 or 1 and 2 for the Receiver loop and connections 3 and 6 for the transmitter loop.
  • Known plug connections of the aforementioned type essentially exist from a receptacle for the respective plug of a device connection or Patch cord and a circuit board on which the conductor tracks for forwarding and routing are arranged on the connection contacts of the wiring. at other embodiments are the contact sets in a plastic body poured or arranged on this.
  • the incoming is between the conductor tracks and the outgoing connections are coupled by crosstalk. So a certain power is coupled from the disturbing to the disturbed line, the measure for this is the crosstalk attenuation in dB. The less the crosstalk attenuation, the greater the coupled interference.
  • Targeted crosstalk compensation can reduce this interference or compensated, with a specific coupling of an additional equally large, but opposite phase performance is sought.
  • Such crosstalk compensation can be achieved by means of a so-called outcrossing the conductor or by connecting damping components, such as capacitors or coils.
  • the conductors are preferably crossed out, because this means both electrical (capacitive) and magnetic (inductive) Couplings can be compensated equally. It should be noted, that such compensation does not change the proposed connections leads, since the measures taken are also used in existing systems Need to become. So that these contact assignments are retained, is one so-called back-crossing of the ladder is provided, so that at the first Outcrossing of the conductors took place, the connections were reversed again is made.
  • a connector part with crossover compensation is from US-A-5 586 914 known.
  • the object of the present invention is therefore to create a plug connection part, such as contact plug or contact socket, the aforementioned Type in which both electrical (capacitive) and magnetic (inductive) Couplings compensated equally and beyond the 300 MHz range can be without outcrossing and possibly Back crossing the conductor tracks in different levels.
  • the conductor tracks both in the area of protruding from the front of the connector part, bent up in the operative position Contact springs as well as in the area of the insulation displacement contacts arranged on the rear in their common plane of extension with each other given Distance be arranged all around.
  • each other Coupling assigned conductor tracks in their common extension level arranged circumferentially at a predetermined distance be, the projecting in the area of the front of the connector part, protruding at least from a conductor track circulating Contact springs are bent in a first, rear row and that of a contact springs protruding from other conductor tracks are bent up in a second front row.
  • they can also be on a common level traces between the contact springs and the insulation displacement contacts spatially bent into a Z-shape to form a built-in contact set be, in which case the contact set is supported on a plastic body.
  • contact plugs or contact sockets such as these for high-frequency data transmission used over electrical conductors and which are a number of contact points for connection with corresponding contact points of the counterpart of the plug or the socket, which are connected via conductor tracks with wire connection means, such as insulation displacement contacts, form the Contact points, the conductor tracks and, if necessary, the insulation displacement contacts ready-to-install contact sets.
  • Adjacent conductor tracks 1, 2 between the wire connection means in Form of here insulation displacement contacts 11, 12 and those that form the contact points Contact springs 21,22 to compensate the capacitive and inductive Couplings in their common plane of extension with each other with a predetermined Distance arranged all around.
  • the conductor tracks are preferred 1,2 both in the area of the protruding part of the connector on the front, contact springs 21, 22 bent open in the operative position, as well as in the area of the rear-arranged insulation displacement contacts 11, 12 in their common Plane of extent arranged circumferentially at a predetermined distance, with which a quasi-intersection is reached.
  • the conductor tracks 1, 2 can be assigned to one another in pairs, which are then in their common plane of extension at a predetermined distance from each other are arranged all around.
  • Insulation displacement contacts 11, 12 can, however also be previously introduced into the plastic body, with which the Contact set produced without insulation displacement contacts soldered or. welded becomes.
  • Fig. 3 shows a sectional view, respectively. sections of a punching strip made of electrical highly conductive material with two such contact sets without insulation displacement contacts.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steckverbindungsteil, wie Kontaktestecker oder Kontaktesteckbuchse, für hochfrequente Datenübertragung über elektrische Leiter, mit einer Reihe von Kontaktestellen zur Verbindung mit korrespondierenden Kontaktestellen des Gegenstückes des Steckers oder der Buchse, wobei das Steckverbindungsteil weiter Drahtanschlussmittel, wie Schneid-Klemm-Kontakte aufweist, die durch Leiterbahnen mit den Kontaktestellen verbunden sind.
Im Bereich der Telekommunikation resp. der hockfrequenten Datenübertragung über elektrische Leiter sind modulare Steckverbindungssysteme, wie RJ 45 (8-polig) oder RJ 11 (6-polig), mit vorgegebener Kontaktstellenbelegung üblich, beispielsweise einer Belegung der Anschlüsse 4 und 5 oder 1 und 2 für die Empfängerschleife und der Anschlüsse 3 und 6 für die Senderschleife.
Die Qualität solcher Steckverbindungen hängt u.a. und im besonderen von der sogenannten Nebensprech- bzw. Übersprechdämpfung ab.
Bekannte Steckverbindungen der vorgenannten Art bestehen im wesentlichen aus einer Aufnahmebuchse für den jeweiligen Stecker eines Geräteanschlußoder Rangierkabels und einer Platine, auf der die Leiterbahnen zur Weiterleitung und Rangierung auf die Anschlußkontakte der Verkabelung angeordnet sind. Bei anderen Ausführungsformen sind die Kontaktsätze in einem Kunststoffkörper eingegossen oder an diesem angeordnet.
Bei solchen Anordnungen erfolgt zwischen den Leiterbahnen der ankommenden und der abgehenden Anschlüsse eine Kopplung durch Übersprechen. So wird von der störenden auf die gestörte Leitung eine bestimmte Leistung übergekoppelt, wobei die Maßzahl hierfür die Übersprechdämpfung in dB ist. Je geringer dabei die Übersprechdämpfung, umso größer die eingekoppelte Störung.
Durch eine gezielte Übersprechkompensation kann diese Störleistung verringert bzw. kompensiert werden, wobei eine gezielte Überkopplung einer zusätzlichen gleichgroßen, jedoch gegenphasigen Leistung angestrebt wird.
Es sind deshalb verschiedene Massnahmen bekannt geworden, um die Übersprechdämpfung bei solchen Steckverbindungen mit bereits festgelegter Kontaktbelegung an den Anschlusselementen mit geeigneten Schaltungsmassnahmen zu verbessern.
Eine derartige Übersprechkompensation kann durch eine sogenannte Auskreuzung der Leiter oder auch durch Zuschaltung von dämpfenden Bauelementen, wie Kondensatoren oder Spulen erfolgen.
Vorzugsweise erfolgt bei den bekannten Anordnungen ein Auskreuzen der Leiter, da dadurch sowohl elektrische (kapazitive) als auch magnetische (induktive) Kopplungen gleichermaßen kompensiert werden können. Dabei ist zu beachten, dass eine solche Kompensation nicht zur Änderung der vorgesehenen Anschlüsse führt, da die getroffenen Massnahmen auch in bestehende Systeme eingesetzt werden müssen. Damit diese Kontaktzuordnungen erhalten bleiben, ist eine sogenannte Rückkreuzung der Leiter vorgesehen, so dass der bei der ersten Auskreuzung der Leiter erfolgte Lagetausch der Anschlüsse wieder rückgängig gemacht wird.
Ein wesentlicher Nachteil bei solchen bekannten Steckverbindungen ist der Verlauf der Leiterbahnen zumindest im Bereich deren Auskreuzung in verschiedenen Ebenen, was zu einer ausserordentlich komplizierten Herstellung solcher Kontaktsätze führt. Zudem sind solche Anordnungen im Hochfrequenzbereich ab 200 bis 300 MHz völlig ungenügend.
Ein Steckverbindungsteil mit überspreck Kompensation ist aus US-A-5 586 914 bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb die Schaffung eines Steckverbindungsteils, wie Kontaktestecker oder Kontaktesteckbuchse, der vorgenannten Art, bei dem sowohl elektrische (kapazitive) als auch magnetische (induktive) Kopplungen gleichermaßen und über den 300 MHz-Bereich hinaus kompensiert werden können, ohne dabei eine Auskreuzung und gegebenenfalls Rückkreuzung der Leiterbahnen in verschiedenen Ebenen vornehmen zu müssen.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass wenigstens benachbarte Leiterbahnen zwischen den Drahtanschlussmitteln resp. Schneid-Klemm-Kontakten und den, die Kontaktstellen bildenden Kontaktfedern zur Kompensation der kapazitiven und induktiven Kopplungen in ihrer gemeinsamen Erstrekkungsebene einander mit vorgegebenem Abstand umlaufend angeordnet sind.
Durch diese Massnahmen werden zunächst Auskreuzungen und Rückkreuzungen in unterschiedlichen Erstreckungsebenen vermieden, sondern nunmehr eine Quasiauskreuzung in einer allen Leiterbahnen gemeinsamen Erstreckungsebene erreicht. Darüber hinaus haben Messungen ergeben, dass bei solchen erfindungsgemässen Kontaktsätzen sowohl die kapazitiven als auch die induktiven Kopplungen gleichermaßen und über den 300 MHz-Bereich hinaus wirksam kompensiert werden können.
Zur Bildung einer Quasiauskreuzung und einer Quasirückkreuzung können bei einer bevorzugten Ausführungsform die Leiterbahnen sowohl im Bereich der frontseitig des Steckverbindungsteils überstehenden, in Wirkungslage aufgebogenen Kontaktfedern als auch im Bereich der rückseitig angeordneten Schneid-Klemm-Kontakte in ihrer gemeinsamen Erstreckungsebene einander mit vorgegebenem Abstand umlaufend angeordnet sein. Hierbei können einander zur paarweise Aufschaltung zugeordnete Leiterbahnen in ihrer gemeinsamen Erstreckungsebene einander mit vorgegebenem Abstand umlaufend angeordnet sein, wobei zudem die im Bereich der frontseitig des Steckverbindungsteils überstehenden, mindestens von einer Leiterbahn umlaufenen Leiterbahn abragenden Kontaktfedern in einer ersten, rückwärtigen Reihe aufgebogen sind und die von einer, andere Leiterbahnen umlaufenden Leiterbahn abragenden Kontaktfedern in einer zweiten frontseitigen Reihe aufgebogen sind.
Für eine kompakte Bauweise können zudem die in einer gemeinsamen Ebene liegenden Leiterbahnen zwischen den Kontaktfedern und den Schneid-Klemm-Kontakten zu einem einbaufähigen Kontaktsatz räumlich Z-förmig aufgebogen sein, wobei dann der Kontaktsatz an einem Kunststoffkörper abgestützt ist.
Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
in schaubildartiger, übergrosser Darstellung ein zum Einbau in ein Steckverbindungsteil bestimmter erfindungsgemässer Kontaktesatz;
Fig. 2
den Kontaktesatz gemäss Fig 1 in Draufsicht
und
Fig. 3
in anderem Massstab ausschnittweise ein Schnittbild mit Kontaktesätzen ohne Schneid-Klemm-Kontakte.
Für nicht näher gezeigte, bekannte Steckverbindungsteile, wie Kontaktestecker oder Kontaktesteckbuchsen, wie diese für hochfrequente Datenübertragungen über elektrische Leiter verwendet werden und welche eine Reihe von Kontaktestellen zur Verbindung mit korrespondierenden Kontaktestellen des Gegenstükkes des Steckers oder der Buchse aufweisen, die über Leiterbahnen mit Drahtanschlussmittel, wie etwa Schneid-Klemm-Kontakte, verbunden sind, bilden die Kontaktstellen, die Leiterbahnen und gegebenenfalls die Schneid-Klemm-Kontakte einbaufertige Kontaktesätze.
Gemäss den Fig. 1 bis 3 sind bei einem erfindungsgemässen Kontaktsatz wenigstens benachbarte Leiterbahnen 1,2 zwischen den Drahtanschlussmitteln in Form von hier Schneid-Klemm-Kontakten 11,12 und den, die Kontaktstellen bildenden Kontaktfedern 21,22 zur Kompensation der kapazitiven und induktiven Kopplungen in ihrer gemeinsamen Erstreckungsebene einander mit vorgegebenem Abstand umlaufend angeordnet. Hierbei sind vorzugsweise die Leiterbahnen 1,2 sowohl im Bereich der frontseitig des Steckverbindungsteils überstehenden, in Wirkungslage aufgebogenen Kontaktfedern 21,22 als auch im Bereich der rückseitig angeordneten Schneid-Klemm-Kontakte 11,12 in ihrer gemeinsamen Erstreckungsebene einander mit vorgegebenem Abstand umlaufend angeordnet, womit eine Quasiauskreuzung erreicht wird.
Die Leiterbahnen 1,2 können einander paarweise zugeordnet sein, die dann in ihrer gemeinsamen Erstreckungsebene einander mit vorgegebenem Abstand umlaufend angeordnet sind.
Wie insbesondere der Fig. 2 entnommen werden kann, sind die im Bereich der frontseitig des Steckverbindungsteils überstehenden, mindestens von einer Leiterbahn 2 umlaufenen Leiterbahn 1 abragenden Kontaktfedern 21 in einer ersten, rückwärtigen Reihe 3 aufgebogen und die von einer, andere Leiterbahnen 1 umlaufenden Leiterbahn 2 abragenden Kontaktfedern 22 in einer zweiten frontseitigen Reihe 4 aufgebogen.
Wie Fig. 1 veranschaulicht, sind die in einer gemeinsamen Ebene liegenden Leiterbahnen 1,2 zwischen den Kontaktfedern 21,22 und den Schneid-Klemm-Kontakten 11,12 zu einem einbaufähigen Kontaktsatz räumlich Z-förmig aufgebogen. Ein solcher Kontaktsatz kann sich dann an einem Kunststoffkörper (nicht gezeigt) abstützen.
Die Drahtanschlussmittel resp. Schneid-Klemm-Kontakte 11,12 können aber auch vorgängig in den Kunststoffkörper eingebracht sein, mit welchen dann der ohne Schneid-Klemm-Kontakte hergestellte Kontaktesatz verlötet resp. verschweisst wird.
Fig. 3 zeigt ein Schnittbild resp. ausschnittweise einen Stanzstreifen aus elektrisch hochleitendem Material mit zwei solchen Kontaktesätzen ohne Schneid-Klemm-Kontakte.

Claims (6)

  1. Steckverbindungsteil, wie Kontaktestecker oder Kontaktesteckbuchse, für hochfrequente Datenübertragung über elektrische Leiter, mit einer Reihe von Kontaktestellen zur Verbindung mit korrespondierenden Kontaktestellen des Gegenstückes des Steckers oder der Buchse, wobei das Steckverbindungsteil weiter Drahtanschlussmittel, wie Schneid-Klemm-Kontakte aufweist, die durch Leiterbahnen mit den Kontaktestellen verbunden sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens benachbarte Leiterbahnen (1,2) zwischen den Drahtanschlussmitteln resp. Schneid- Klemm-Kontakten (11,12) und den, die Kontaktstellen bildenden Kontaktfedern (21,22) zur Kompensation der kapazitiven und induktiven Kopplungen in ihrer gemeinsamen Erstreckungsebene einander mit vorgegebenem Abstand umlaufend angeordnet sind, so daß Kerne Auskreuzungen oder Rückkreuzungen der Leiterbahnen vorgenommen werden.
  2. Steckverbindungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (1,2) sowohl im Bereich der frontseitig des Steckverbindungsteils überstehenden, in Wirkungslage aufgebogenen Kontaktfedern (21,22) als auch im Bereich der rückseitig angeordneten Klemm-Schneid-Kontakte (11,12) in ihrer gemeinsamen Erstreckungsebene einander mit vorgegebenem Abstand umlaufend angeordnet sind.
  3. Steckverbindungsteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass einander zur paarweise Aufschaltung zugeordnete Leiterbahnen (1,2) in ihrer gemeinsamen Erstreckungsebene einander mit vorgegebenem Abstand umlaufend angeordnet sind.
  4. Steckverbindungsteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich der frontseitig des Steckverbindungsteils überstehenden, mindestens von einer Leiterbahn (2) umlaufenen Leiterbahn (1) abragenden Kontaktfedern (21) in einer ersten, rückwärtigen Reihe (3) aufgebogen sind und die von einer, andere Leiterbahnen umlaufenden Leiterbahn (2) abragenden Kontaktfedern (22) in einer zweiten frontseitigen Reihe (4) aufgebogen sind.
  5. Steckverbindungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer gemeinsamen Ebene liegenden Leiterbahnen (1,2) zwischen den Kontaktfedern (21,22) und den Schneid-Klemm-Kontakten (11,12) zu einem einbaufähigen Kontaktsatz räumlich Z-förmig aufgebogen sind.
  6. Steckverbindungsteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktsatz ein einem Kunststoffkörper abgestützt ist.
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